KR101967624B1 - 복수 유닛의 파장 선택 스위치 - Google Patents

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Abstract

복수 유닛의 파장 선택 스위치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 복수 유닛의 파장 선택 스위치는: 복수의 파장 채널을 각각 포함하는 복수의 광학빔을 전송하는 복수의 입출력포트 어레이로 구성되는 복수의 입출력 포트 그룹; 각 입출력 포트에서 출력되는 광학빔을 스위칭축 상에서 교차시키는 스위칭 렌즈부; 복수의 입출력포트 어레이와 스위칭 렌즈부 사이에 배치되고, 복수의 입출력포트 어레이에서 출력되는 광학빔 그룹을 스위칭축 상에서 그룹별로 다른 각도로 굴절시키는 제1 프리즘부; 스위칭 렌즈부 다음에 배치되고, 스위칭 렌즈부에서 출력되는 광학빔 그룹의 중심선을 광축 상에 평행하게 배열하는 제2 프리즘부; 제2 프리즘부에서 출력되는 광학빔의 빔 사이즈를 분산축 방향으로 확장시키는 광확장부; 광확장부에서 빔사이즈가 확장된 광학빔을 파장 성분에 따라 분산축 상에서 다른 각도로 분리시키는 분광부; 분광부에서 분리된 파장을 재조정 및 포커싱 시키는 이미지 렌즈부; 및 복수의 입출력 포트 그룹에 대응하는 분할된 면을 포함하며 각 그룹별로 독립적으로 선택된 입력 포트의 복수의 파장 채널에서 선택된 파장을 독립적으로 선택된 출력포트에 전송하도록 선택된 파장의 각도를 스위칭축 상에서 변위시키는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

복수 유닛의 파장 선택 스위치{MULTI-UNIT WAVELENGTH SELECTIVE SWITCH}
본 발명은 복수 유닛의 파장 선택 스위치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 한 쌍의 프리즘을 이용하여 전체 부품 수를 배로 증가시키지 않고 복수 유닛을 구성하되 조립 공차를 줄일 수 있는 복수 유닛의 파장 선택 스위치에 관한 것이다.
일반적으로 파장 선택 스위치는 입력포트에서 출력되는 광학빔을 분산축 상에 확장시킨 후 회절 격자(diffraction grating)에 입사시킨다. 회절 격자에서는 광학빔이 복수의 파장으로 분광된다. 회절 격자에서 분광된 광학빔은 스위칭부에 입사되고, 스위칭부에서는 광학빔이 파장별로 정해진 각도로 세팅 내지 조향됨에 따라 해당 출력포트 어레이로 입사된다. 복수 유닛의 파장선택 스위치는 독립적으로 동작하는 복수의 하위 유닛의 파장 선택 스위치를 포함하는 파장 선택 스위치로서, 종래의 복수 유닛의 파장 선택 스위치에는 장치의 크기를 키우지 않으면서 한 장치 내의 복수의 유닛을 배치하기 위해서 각 유닛에 대응하는 복수의 렌즈를 이용한다.
그러나, 복수의 렌즈가 조립될 때에 조립 시간과 조립 공차가 증가될 수 있다. 또한, 이웃한 렌즈가 근접되는 부분에 광학적 사영역이 발생하여 파장 선택 스위치의 크기가 불필요하게 증가될 수 있다.
본 발명의 배경기술은 미국 등록특허공보 제8190025호(2012. 05. 29 등록, 발명의 명칭: 작업의 특징적 플레인을 갖는 선택적인 스위치 파장)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 조립 시간 및 조립 공차를 감소시키고, 광학적 사영역을 제거하여 복수의 유닛으로 구성하되 높이를 효과적으로 감소시킬 수 있는 복수 유닛의 파장 선택 스위치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치는: 복수의 파장 채널을 각각 포함하는 복수의 광학빔을 전송하는 복수의 입출력포트 어레이로 구성된 복수의 입출력 포트 그룹; 상기 각 입출력 포트에서 출력되는 광학빔을 스위칭축 상에서 교차시키는 스위칭 렌즈부; 복수의 상기 입출력포트 어레이와 상기 스위칭 렌즈부 사이에 배치되고, 복수의 상기 입출력포트 어레이에서 출력되는 광학빔 그룹을 상기 스위칭축 상에서 그룹별로 분리시키는 제1 프리즘부; 상기 스위칭 렌즈부 다음에 배치되고, 상기 스위칭 렌즈부에서 출력되는 광학빔 그룹의 중심선을 광축 상에 평행하게 배열하는 제2 프리즘부; 상기 제2 프리즘부에서 출력되는 광학빔의 빔 사이즈를 상기 분산축 방향으로 확장시키는 광확장부; 상기 광확장부에서 빔사이즈가 확장된 광학빔을 파장 성분에 따라 상기 분산축 상에서 다른 각도로 분리시키는 분광부; 상기 분광부에서 분리된 파장을 재조정 및 포커싱 시키는 이미지 렌즈부; 및 복수의 상기 입출력 포트 그룹에 대응하는 분할된 면을 포함하며 각 그룹별로 독립적으로 선택된 입력 포트의 복수의 파장 채널에서 선택된 파장을 독립적으로 선택된 출력포트 어레이에 전송하도록 선택된 파장의 각도를 상기 스위칭축 상에서 변위시키는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
복수의 상기 입출력포트 어레이에서 전송되는 임의의 편광을 동일한 편광 상태를 가지는 2개의 광학빔으로 분리시키고, 분리된 2개의 광학빔을 분산축 상에 배열시키는 편광 광학부를 더 포함할 수 있다.
일부의 상기 입출력포트 어레이 그룹이 하나의 어레이 상에 배열될 수 있다.
복수의 상기 입출력포트 어레이에서는 상기 입출력포트 어레이 그룹별로 서로 다른 개수의 입출력포트가 배치될 수 있다.
2개의 상기 입출력포트 어레이가 직렬로 연결되고, 하나의 상기 입출력포트 어레이는 감쇄 모드로 사용되고, 다른 하나의 상기 입출력포트 어레이는 스위칭 모드로 사용될 수 있다.
복수의 상기 입출력포트 어레이에서 1개의 상기 입출력포트 어레이의 출력포트에 포토 디텍터를 연결하여 광파워 모니터로 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 프리즘부와 제2 프리즘부가 복수의 입출력포트 어레이에 대응되도록 광학 경로상에 배열되므로, 제1 프리즘부와 제2 프리즘부의 조립 공차가 발생되더라도 광학빔의 초점 거리가 변경되지 않는다. 따라서, 제1 프리즘부 또는 제2 프리즘부의 조립 공차가 발생되더라도 광학 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한 제1 프리즘부와 제2 프리즘부는 접합이나 코팅에 의한 사영역이 발생하지 않으므로, 높이를 증가시키지 않으면서 복수의 유닛을 하나의 광학 장치 내에 배치할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 스위칭부를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 제1 프리즘부의 기능을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치의 제2 프리즘의 기능 및 제1 릴레이 렌즈부와 제2 릴레이 렌즈부에서 입출력 포트 그룹의 교차점이 릴레이되는 상태를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 입출력 포트 그룹을 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 선택 스위치의 각 입출력 포트 그룹 내에서 입력 포트 및 출력 포트의 구성을 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 3개의 입출력 포트 크룹과 그에 대응되는 제1 프리즘부와 제2 프리즘부를 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 제1 프리즘부의 다른 형태를 도시한 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 2개의 입출력 포트 그룹를 직렬로 연결하여 감쇄 모드 및 스위칭 모드로 기능하는 것을 도시한 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 1개의 입출력 포트 그룹에 포토 디텍터를 연결하여 광출력 모니터로 사용되는 것을 도시한 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치의 일 실시예를 설명한다. 복수 유닛의 파장 선택 스위치를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 스위칭부를 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 제1 프리즘부의 기능을 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치의 제2 프리즘의 기능 및 제1 릴레이 렌즈부와 제2 릴레이 렌즈부에서 입출력 포트 그룹의 교차점이 릴레이되는 상태를 도시한 구성도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 입출력 포트 그룹을 도시한 구성도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치의 각 입출력 포트 그룹 내에서 입력 포트 및 출력 포트의 구성을 도시한 구성도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 3개의 입출력 포트 크룹과 그에 대응되는 제1 프리즘부와 제2 프리즘부를 도시한 구성도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 제1 프리즘부의 다른 형태를 도시한 구성도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 1개의 입출력 포트 그룹에 포토 디텍터를 연결하여 광출력 모니터로 사용되는 것을 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치는 입출력 포트부(50,60), 편광 광학부(120), 스위칭 렌즈부(130), 제1 프리즘부(110), 제2 프리즘부(140), 광확장부(150a), 릴레이 렌즈부(150b), 분광부(160) 및 이미지 렌즈부(155)를 포함한다.
복수 유닛의 파장 선택 스위치는 광학빔을 분산축(dispersion axis)과 스위칭축(switching axis)을 기준으로 분산, 회절, 포커싱 및 각도 변위시킨다. 분산축은 스위칭축과 수직하거나 수직하지 않게 형성될 수 있다.
입출력 포트부(50,60)는 복수의 입출력포트 어레이로 구성된 복수의 입출력포트 어레이 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)을 포함한다. 도면에는 설명의 편의상 제1 입출력포트 그룹(50-1,(60-1))과 제2 입출력포트 그룹(50-2,(60-2))만 도시하였고, 각 입출력포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)마다 5개씩의 포트만 도시하였으나 실시 예에 따라 필요한 수만큼 구성될 수 있다.
파장 선택 스위치는 시준 렌즈(121)(collimation lens)를 포함한다. 시준 렌즈(121)는 스위칭 렌즈부(130)의 입출력 포트부(50,60) 측에 배치되고, 입출력 포트부(50,60)로부터 퍼져나오는 광학빔을 분산축 상에 시준(collimation)시킨다. 여기서, 시준은 일정한 각도로 퍼지는 광학빔을 광학 경로를 따라 평행하게 조정하는 것을 의미한다. 시준 렌즈(121)를 투과한 광학빔은 편광 광학부(120)에 전송된다.
스위칭 렌즈부(130)와 입출력 포트부(50,60) 사이에는 편광 광학부(120)가 배치된다. 편광 광학부(120)는 입출력 포트부(50,60)에서 전송되는 임의의 편광을 동일한 편광 상태를 가지는 2개의 광학빔으로 분리시키고, 분리된 2개의 광학빔을 분산축 상에 배열시킨다.
편광 광학부(120)는 복굴절 크리스탈(123)과 반파장 플레이트(124)(half wave plate)를 포함한다. 복굴절 크리스탈(123)을 투과한 광학빔은 분산축에 평행한 편광의 빔과, 스위칭축에 평행한 편광의 빔으로 분리된다. 스위칭축에 평행한 편광의 빔은 반파장 플레이트(124)를 투과하면서 분산축에 평행한 편광의 빔으로 변경된다. 상기와 같이 분리된 편광의 2개의 빔은 분산축 상에 배열된다.
제1 프리즘부(110)는 복수의 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)과 스위칭 렌즈부(130) 사이에 배치된다. 제1 프리즘부(110)는 복수의 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)에서 출력되는 광학빔 그룹을 스위칭축 상에서 그룹별로 다른 각도로 굴절시킨다.
제1 프리즘부(110)는 복수의 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)에 대향되고, 복수의 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)에서 출력되는 복수의 광학빔 그룹을 스위칭축 상에서 그룹별로 굴절시키는 복수의 제1 입사면(113)을 포함한다. 제1 입사면(113)은 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)의 개수만큼 형성될 수 있다.
또한, 제1 입사면(113)은 제1 프리즘부(110)의 입출력 포트부(50,60) 측에 배치되거나 그 반대측에 배치될 수 있다. 도 1에서는 2개의 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)이 제1 프리즘부(110)에 대향되는 구조가 도시되어 있으나, 도 7에 도시된 바와 같이 3개 이상의 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2,50-3,60-3)이 제1 프리즘부(110a)에 대향될 수 있다. 또한, 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)의 개수만큼 제1 프리즘부(110a)에 제1 입사면(113a)을 형성할 수 있다.
스위칭 렌즈부(130)는 편광 광학부(120)에서 출력되는 광학빔을 스위칭축 상에서 교차시킨다.
스위칭 렌즈부(130)는 스위칭축 상에서 곡률을 가지는 원통형 렌즈(cylindrical lens)일 수 있다. 스위칭 렌즈부(130)가 스위칭축 상에서 곡률을 가지도록 형성되므로, 광학빔이 스위칭축 상에서 교차될 수 있다. 또한, 스위칭 렌즈부(130)의 곡률을 조절함에 의해 스위칭 렌즈부(130)의 초점 거리를 조절할 수 있다. 이때, 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)이 제1 프리즘부(110)에 의해 서로 다른 각도를 가지므로, 도 3에 도시된 바와 같이 각 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)의 교차점이 스위칭축 상에서 분리된다. 여기서, 원통형 렌즈는 일측에 평면이 형성되고, 타측에 곡률을 갖는 면이 형성되는 렌즈를 의미한다.
스위칭 렌즈부(130)는 편광 광학부(120)의 다음에 배치될 수 있고, 시준 렌즈(121)는 편광 광학부(120)와 입출력포트 어레이(50,60) 사이에 배치될 수 있다. 또는, 스위칭 렌즈부(130)와 시준 렌즈(121) 모두 편광 광학부(120)와 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2) 사이에 배치될 수 있다.
제2 프리즘부(140)는 스위칭 렌즈부(130)와 릴레이 렌즈부(150b) 사이에 배치된다. 제2 프리즘부(140)는 스위칭 렌즈부(130)에서 출력되는 광학빔 그룹의 중심선을 광축 상에 평행하게 배열시킨다. 따라서, 복수의 광학빔 그룹이 서로 중첩되지 않고 그룹별로 분리된 상태로 전송된다.
제2 프리즘부(140)는 스위칭 렌즈부(130)에서 출력되는 복수의 광학빔 그룹의 중심선을 광축 상에 평행하게 배열하는 복수의 제2 입사면(143)을 포함한다. 또한 제2 입사면(143)은 제2 프리즘부(140)의 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2) 측에 배치되거나 그 반대측에 배치될 수 있다. 도 1 또는 도 7을 참조하면, 제2 입사면(143a)은 광학빔 그룹의 개수(입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2,50-3,60-3)의 개수만큼 형성될 수 있다.
한편, 복수의 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)에 일대일 대응되도록 렌즈를 설치하는 경우, 렌즈의 조립 공차가 발생되기 쉽고, 렌즈의 조립 공차에 의해 손실이 발생될 수 있다. 또한, 이웃한 렌즈가 근접되는 부분(렌즈의 둘레부)에서 광학적 사영역이 발생될 수 있다. 그런데, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 복수의 그룹을 분리시키기 위해 제1 프리즘부(110)와 제2 프리즘부(140)가 복수의 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)에 대향되므로, 제1 프리즘부(110) 및 제2 프리즘부(140)의 조립 공차가 발생되더라도 광학빔의 초점 거리가 변경되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 프리즘부(110) 및 제2 프리즘부(140)에서 광학적 사영역이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 프리즘부(110) 및 제2 프리즘부(140)는 복수의 광학빔 그룹의 광학 경로를 완전히 분리시키므로, 광학빔 그룹이 서로 다른 입출력포트 어레이 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)의 포트로 입사되는 것을 방지할 수 있다.
광확장부(150a)는 제2 프리즘부(140)에서 출력되는 광학빔의 빔사이즈(beam size)를 분산축 방향으로 확장시킨다.
광확장부(150a)는 광학빔의 빔사이즈를 분산축 방향으로 확장시키는 첫 번째 광확장 렌즈(151)와 두 번째 광확장 렌즈(153)를 포함한다.
광확장부(150a)는 서로 다른 초점 거리를 가지는 한 쌍의 렌즈로 구성될 수 있으며, 텔레스코픽 방식(telescopic manner)으로 광학빔을 분산축방향으로 확장하여 빔 사이즈를 증가시킨다. 광확장부(150a)는 분산축 상에서 곡률을 가지는 적어도 1개 이상의 원통형 렌즈를 포함한다. 이때, 광학빔은 분산축 방향으로는 빔사이즈가 증가되지만 스위칭축 방향으로는 빔사이즈가 증가되지 않는다. 여기서, 텔레스코픽 방식은 두 개의 렌즈를 서로 초점 거리 만큼 거리를 두고 배치하는 것을 의미한다.
분광부(160)는 광확장부(150a)에서 빔사이즈가 확장된 광학빔을 파장 성분에 따라 분산축 상에서 다른 각도로 분리시킨다. 분광부(160)는 프리즘부(미도시)(prism)와 그래이팅부(미도시)(grating)를 포함한다. 프리즘부와 그래이팅부는 일체로 형성하거나 별도로 형성할 수 있다.
이미지 렌즈부(155)는 분광부(160)에서 분리된 파장을 재조정 및 포커싱한다. 이미지 렌즈부(155)는 1매 이상의 렌즈로 이루어질 수 있다.
스위칭 축 상에서, 제2 프리즘부(140)과 스위칭부(170)사이에 릴레이 렌즈부(150b)가 배치된다. 릴레이 렌즈부(150b)는 첫 번째 릴레이렌즈(154)와 두 번째 렌즈부(156)로 구성된다. 렌즈부의 배치를 통해 두 번째 광확장 렌즈(153)가 첫 번째 릴레이 렌즈(154)의 역할을 수행하고, 이미지 렌즈(155)가 두 번째 릴레이 렌즈(156) 역할을 동시에 수행할 수 있다. 여기서, 릴레이(relay)는 광학빔의 빔사이즈, 빔 크기 및 진행방향 등의 광학적 특성을 그대로 전달하는 것을 의미한다.
스위칭부(170)는 복수의 파장 채널에서 선택된 파장을 독립적으로 선택된 출력포트에 전송하도록 선택된 파장의 각도를 변위(angular displacement)시킨다. 스위칭부(170)는 이미지 렌즈부(155)에서 출력되는 광학빔을 파장별로 반사하는 복수의 스위칭 채널부(173: 도 2 참조)를 포함한다. 도 2를 참조하면, 스위칭부(170)는 다수의 필셀을 포함하며, 그 중 일부의 픽셀 군을 각 입출력포트 어레이 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)에 대응하는 부분으로 사용하고, 각각의 대응부는 각각의 파장에 대응하는 스위칭 채널부(173)로 사용한다. 스위칭부(170)는 LCoS(liquid crystal on silicon)로 구성될 수 있으며 입력된 전기 신호에 따라 스위칭 축상으로 위상(phase)의 기울기를 발생하여 특정 파장의 각도를 변위시킨다.
이미지 렌즈부(155)에 입사하는 광학빔의 빔사이즈가 크게 증가될수록 스위칭부(170)에 포커싱되는 광학빔의 빔스폿 사이즈가 보다 작게 축소될 수 있다. 이때, 광학빔의 빔스폿 사이즈(beam spot size)가 분산축 방향으로 작아질수록 스위칭부(170)의 스위칭 채널부(173)에서 이웃한 빔스폿이 서로 중첩되는 것을 방지할 수 있다. 제1 입출력포트 어레이 그룹(50-1,60-1)에서 조사된 광은 제1 대응부(175-1: 도 2 참조)에 입사되고, 제2 입출력포트 어레이 그룹(50-2,60-2)에서 조사된 광은 제2 대응부(175-2)에 입사된다.
스위칭부(170)에서 독립적으로 각도 변위된 복수의 파장 채널은 광학빔이 입사되는 경로와 동일한 경로를 통해 해당 출력포트 어레이에 출력된다. 즉, 스위칭부(170)에서 각도 변위된 복수의 파장 채널은 이미지 렌즈부(155), 릴레이 렌즈부(150b), 분광부(160), 광확장부(150a), 제2 프리즘부(140), 편광 광학부(120), 시준 렌즈(121), 제1 프리즘부(110)를 순차적으로 거쳐 출력포트 어레이에 출력된다.
본 발명의 실시예에 따른 복수 유닛의 파장 선택 스위치에서 1개의 파장선택 스위치 유닛에 해당하는 구성은 1개의 입출력포트 어레이 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)과 그에 대응하는 스위칭부(170)의 대응면 및 모든 입출력포트 어레이 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)이 공유하는 광학계라 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 서로 다른 입출력 포트 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)은 같은 어레이 상에 배열 될 수도 있고, 독립적으로 배치된 복수의 어레이로 구성 될 수 있다.
도 6을 참조하면, 복수의 입출력 포트부(50,60)에는 입출력포트 어레이 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)이 그룹별로 서로 같거나 다른 개수의 입출력포트가 배치될 수 있다. 도 6의 (a)에서는 각 그룹이 각각 1개의 입력포트와 N개의 출력 포트가 배치된다. (b)에서는 각 그룹이 각각 N개의 입력포트와 1개의 출력 포트가 배치된다. (c)에서는 하나의 그룹은 1개의 입력포트와 N개의 출력 포트가 배치되고 다른 그룹은 N개의 입력 포트와 1개의 출력 포트가 배치된다. (d)에서는 하나의 그룹은 1개의 입력포트와 M개의 출력 포트가 배치되고, 다른 그룹은 1개의 입력 포트와 N개의 출력 포트가 배치된다. 여기서, N과 M은 서로 다른 1이상의 정수이다. 도 4에 도시된 예 외에도 다양한 입출력포트 수의 조합으로 구성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 반사형 프리즘을 이용하여 제1 프리즘부(110b)를 구성할 수 있다. 도 8의 (a)는 반사형 제1 프리즘부(110b)에서 분산축 상의 광 입사 및 반사 경로를 도시한 것이고 도 8의 (b)은 반사형 제1 프리즘부(110b)의 스위칭 축 상의 입사 경로를, 도 8의 (c)는 반사형 제1 프리즘부(110b)의 스위칭 축 상의 반사 경로를 도시한 것이다. 같은 원리로 제 2프리즘부(140) 또한 반사형 제2 프리즘(미도시)으로 구성할 수 있다.
도 9를 참조하면, 2개의 입출력포트 어레이 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)이 직렬로 연결되고, 하나의 입출력포트 어레이 그룹(50-1,60-1)은 감쇄 모드(attenuation mode)로 사용되고, 다른 하나의 입출력포트 어레이 그룹(50-2,60-2)는 스위칭 모드(switching mode)로 사용될 수 있다. 감쇄 모드에 해당하는 입출력포트 어레이 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)은 하나의 입력 포트와 출력 포트만 가지고 있으며 대응하는 스위칭부(175-1)의 구동에 따라 출력되는 복수의 파장의 광 파워을 독립적으로 감쇄 또는 차단시킨다. 감쇄 모드의 출력 포트를 스위칭 모드의 입력 포트에 연결하여 스위칭 모드에 대응하는 스위칭부(175-2)의 구동에 따라 복수의 파장의 출력 포트를 독립적으로 변경한다. 파장선택 스위치의 감쇄 기능과 스위칭 기능을 복수의 유닛이 각각 독립적으로 수행할 수 있다.
도 10을 참조하면, 복수의 입출력포트 어레이 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2) 중에서 1개의 입출력포트 어레이 그룹(50-1,60-1)의 출력포트에 포토 디텍터(180)를 연결하여 광파워 모니터로 사용할 수 있다. 해당 그룹에 입사하는 광 신호의 복수의 파장 특정 채널을 제외한 나머지 채널을 차단하여 채널별 광 파워를 측정할 수 있다.
상기와 같이, 제1 프리즘부(110)와 제2 프리즘부(140)가 복수의 입출력포트 어레이 그룹(50-1,60-1,50-2,60-2)에 대응되도록 광학 경로상에 배열되므로, 제1 프리즘부(110)와 제2 프리즘부(140)의 조립 공차가 발생되더라도 광학빔의 초점 거리가 변경되지 않는다. 따라서, 제1 프리즘부(110) 또는 제2 프리즘부(140)의 조립 공차가 발생되더라도 광학 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
50,60: 입출력포트 어레이부
50-1,60-1,50-2,60-2: 입출력포트 어레이 그룹
110: 제1 프리즘부 110b: 반사형 제1 프리즘부
113: 제1 입사면 120: 편광 광학부
121: 시준 렌즈 123: 복굴절 크리스탈
124: 반파장 플레이트 130: 스위칭 렌즈부
140: 제2 프리즘부 143: 제2 입사면
143a: 제2 입사면 150a: 광확장부
150b: 릴레이 렌즈부 151: 첫 번째 광확장렌즈
153: 두 번째 광확장렌즈 154: 첫 번째 릴레이 렌즈
155: 이미지 렌즈부 156: 두 번째 릴레이 렌즈
160: 분광부 170: 스위칭부
173: 스위칭 채널부 175-1: 제1 대응부
175-2: 제2 대응부 180: 포토 디텍터

Claims (6)

  1. 복수의 파장 채널을 각각 포함하는 복수의 광학빔을 전송하는 복수의 입출력포트 어레이로 구성되는 복수의 입출력 포트 그룹;
    각 입출력 포트에서 출력되는 광학빔을 스위칭축 상에서 교차시키는 스위칭 렌즈부;
    복수의 상기 입출력포트 어레이와 상기 스위칭 렌즈부 사이에 배치되고, 복수의 상기 입출력포트 어레이에서 출력되는 광학빔 그룹을 상기 스위칭축 상에서 그룹별로 다른 각도로 굴절시키는 제1 프리즘부;
    상기 스위칭 렌즈부 다음에 배치되고, 상기 스위칭 렌즈부에서 출력되는 광학빔 그룹의 중심선을 광축 상에 평행하게 배열하는 제2 프리즘부;
    상기 제2 프리즘부에서 출력되는 광학빔의 빔 사이즈를 분산축 방향으로 확장시키는 광확장부;
    상기 광확장부에서 빔사이즈가 확장된 광학빔을 파장 성분에 따라 상기 분산축 상에서 다른 각도로 분리시키는 분광부;
    상기 분광부에서 분리된 파장을 재조정 및 포커싱 시키는 이미지 렌즈부; 및
    복수의 상기 입출력 포트 그룹에 대응하는 분할된 면을 포함하며 각 그룹별로 독립적으로 선택된 입력 포트의 복수의 파장 채널에서 선택된 파장을 독립적으로 선택된 출력포트에 전송하도록 선택된 파장의 각도를 상기 스위칭축 상에서 변위시키는 스위칭부를 포함하고,
    복수의 상기 입출력포트 어레이에서 전송되는 임의의 편광을 동일한 편광 상태를 가지는 2개의 광학빔으로 분리시키고, 분리된 2개의 광학빔을 분산축 상에 배열시키는 편광 광학부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 선택 스위치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    일부의 상기 입출력포트 어레이 그룹이 하나의 어레이 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 복수 유닛의 파장 선택 스위치.
  4. 제1 항에 있어서,
    복수의 상기 입출력포트 어레이에서는 상기 입출력포트 어레이 그룹별로 서로 다른 개수의 입출력포트가 배치되는 것을 특징으로 하는 복수 유닛의 파장 선택 스위치.
  5. 제1 항에 있어서,
    2개의 상기 입출력포트 어레이가 직렬로 연결되고, 하나의 상기 입출력포트 어레이는 감쇄 모드로 사용되고, 다른 하나의 상기 입출력포트 어레이는 스위칭 모드로 사용되는 것을 특징으로 하는 복수 유닛의 파장 선택 스위치.
  6. 제1 항에 있어서,
    복수의 상기 입출력포트 어레이 그룹에서 1개의 상기 입출력포트 어레이의 출력포트에 포토 디텍터를 연결하여 광파워 모니터로 사용하는 것을 특징으로 하는 복수 유닛의 파장 선택 스위치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2574888B (en) * 2018-06-22 2022-08-10 Huber Suhner Polatis Ltd Multiple wavelength band optical switching unit
US11079551B2 (en) * 2019-01-02 2021-08-03 Lumentum Operations Llc Liquid crystal on silicon element for dual-functionality beam steering in wavelength selective switches
US11153667B2 (en) * 2019-10-18 2021-10-19 Inlc Technology Co., Ltd. Twin wavelength selective switch
KR102675060B1 (ko) * 2021-02-16 2024-06-13 주식회사 셀쿱스 광 통신용 다중 파장 선택 스위칭 장치
CN117369054A (zh) * 2022-06-30 2024-01-09 华为技术有限公司 波长选择开关，光束传输方向的调度方法以及光交换节点

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030202235A1 (en) 2002-04-30 2003-10-30 Mario Rabinowitz Dynamic multi-wavelength switching ensemble
JP2009276747A (ja) * 2008-02-28 2009-11-26 Olympus Corp 特徴的な動作面を有する波長選択スイッチ
JP2014199296A (ja) 2013-03-29 2014-10-23 古河電気工業株式会社 光操作装置
JP2015141419A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 オプリンク コミュニケーションズ， インコーポレイテッド ２×２の波長選択スイッチアレイ

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1368925A4 (en) * 2001-03-16 2010-01-06 Meriton Networks Us Inc WAVELENGTH DISTRIBUTED MUTIPLEXING OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM WITH OPTICAL SWITCH AND ACCELABLE RELIEF LASER EMITTER
US6674935B2 (en) * 2001-06-15 2004-01-06 Tropic Networks Inc. Optical connection arrangements
JP2005189548A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Olympus Corp 光スイッチ装置、および光スイッチ装置のキャリブレーション方法
JP4530805B2 (ja) * 2004-11-02 2010-08-25 富士通株式会社 光スイッチおよび光伝送装置
JP5166380B2 (ja) 2009-09-18 2013-03-21 日本電信電話株式会社 波長選択スイッチ
JP5537260B2 (ja) * 2010-05-25 2014-07-02 ジェイディーエス ユニフェイズ コーポレーション 波長選択スイッチ
JP5651904B2 (ja) * 2011-04-14 2015-01-14 独立行政法人産業技術総合研究所 Ｎ×ｎ波長選択スイッチ
US20150260920A1 (en) * 2012-10-16 2015-09-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical path control device
JP6427869B2 (ja) * 2013-03-15 2018-11-28 住友電気工業株式会社 波長選択スイッチ
KR102039596B1 (ko) * 2013-03-20 2019-11-01 니스티카, 인코포레이티드 집적 채널 모니터를 포함하는 파장 선택 스위치
CN105229512B (zh) * 2013-03-20 2020-01-17 尼斯迪卡有限公司 使用LCoS装置并且具有减少的串扰的波长选择开关
JP6034319B2 (ja) * 2014-02-25 2016-11-30 古河電気工業株式会社 光スイッチ
US10474001B2 (en) * 2014-11-03 2019-11-12 INLC Technology, Inc. Wavelength selection switch including a switching module having a liquid crystal phase array, a polarizer and a liquid crystal on silicon
CN104597572B (zh) * 2015-01-16 2017-07-18 华中科技大学 一种基于硅基液晶的波长选择开关
JP6251202B2 (ja) * 2015-01-27 2017-12-20 日本電信電話株式会社 波長選択スイッチ
US9680570B2 (en) * 2015-04-30 2017-06-13 Nistica, Inc. Optical channel monitor for a wavelength selective switch employing a single photodiode

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030202235A1 (en) 2002-04-30 2003-10-30 Mario Rabinowitz Dynamic multi-wavelength switching ensemble
JP2009276747A (ja) * 2008-02-28 2009-11-26 Olympus Corp 特徴的な動作面を有する波長選択スイッチ
JP2014199296A (ja) 2013-03-29 2014-10-23 古河電気工業株式会社 光操作装置
JP2015141419A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 オプリンク コミュニケーションズ， インコーポレイテッド ２×２の波長選択スイッチアレイ

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